Полирование

Полирование служит для удаления мелких царапин и рисок, оставших-

ся после шлифования, и получения гладкой зеркальной поверхности шлифа.

Применяют механический, электролитический и химический методы полирования.

Механическое полирование проводят на вращающемся круге с натянутым полировальным материалом из ворсистой ткани (фетр, сукно, драп, войлок, шелк, бархат, батист). Чем мягче полируемый металл, тем тоньше должно быть строение ткани. На ткань непрерывно или периодичес­ки наносят очень мелкий абразив в виде суспензии в воде (жела­тельно дистиллированной). В качестве абразивов применяют оксиды хрома, алюминия или железа (крокус) с размером частиц ~ 0,3 мкм (менее λ/2 мкм).

В ряде случаев полирование заканчивают на мягкой ткани, смоченной водой, без абразива. Скорость вращения полировальных кругов диаметром 200-250 мм при полировании обычно со­ставляет менее 300 об/мин. Поли­ровальный круг должен быть достаточно влажным. Для проверки влажности оценивают время, необходимое для сушки образца после снятия его с круга: обычно оно должно быть в пределах 5 - 8 с.

Важное условие получения качественных шлифов - тщательное соблюдение чистоты при полировании. После каждой операции при­готовления шлифа образец нужно тщательно промыть дистиллирован­ной водой (можно с добавлением высококачественных моющих средств) или спиртом и просушить.

При ручном полировании образец непрерывно перемещают от центра к периферии, что обеспечивает равномерное распределение абразива и однородный износ полировального материала. Кроме того, образец периодически вращают или перемещают "восьмеркой", чтобы исключить образование "хвостов" около неметаллических включений и частиц выделившихся фаз. Давление на образец опре­деляют опытным путем. Как правило, оно - небольшое.

Электролитическое полирование основано на использовании про­цесса анодного растворения металла, который при определенных условиях протекает с образованием гладкой зеркальной поверхности. Образец после механического шлифования погружают в качестве анода в электролизную ванну и выдерживают при заданном режиме определен­ное время. Катодом обычно служит пластинка из нержавеющей стали. Метод электрополирова-

ния применим для всех чистых металлов, однофазных сплавов, а также тех гетерогенных сплавов, у которых анодное растворение отдельных структурных составляющих происходит с примерно одинаковой скоростью, в частности, для большинства сталей и чугунов. Основным преимуществом метода является отсутствие на поверх­ности деформированного слоя, обра-зующегося при шлифовании и меха­ническом полировании. Он особенно подходит для полирования мягких и легко наклепывающихся металлов и сплавов. Его обязательно при­меняют при изготовлении шлифов для измере-

ния микротвердости, рентгеноструктурного анализа и электронномикроско-

пического иссле­дования. Недостатки электрополирования - ускоренное растворение металла вблизи неметаллических включений (это приводит к образованию ямок и выкрашиванию включений) и возникновение "завала" (скругления) кромок образца.

В некоторых реактивах взаимодействие с неровной поверхнос­тью образца дает эффект выглаживания поверхности и в отсутствие тока. Такое

полирование называется химическим.

После полирования шлиф промывают в воде либо, если металл окисля-

ется, - в этиловом спирте и просушивают фильтровальной бу­магой.

Полирование считается законченным, когда на поверхности образца исчезнут всякие риски, а сама поверхность станет зеркально гладкой, т.е. размер не­ровностей на ней составит менее λ/2 мкм. При этом рассматривае-

мый под микроскопом хорошо полированный шлиф имеет следующий вид: на светлом белом без царапин поле отчетливо видны не «белые» участки, обладающие другой, в отличие от основного материала, отражательной способностью (карбиды, интерметаллиды и др.) или темные участки, поглощающие лучи белого света, которые могут быть микротрещинами, микропорами неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами, силикатами и др.). В некоторых сплавах такие участки являются структурными составляющими, например, графит в серых чугунах. После полирования гра­ницы зерен не видны, так как их толщина в ~ 1000 раз меньше пре­дела разрешения микро­скопа.

Для контроля качества шлифа подбирают то же увеличение, при котором будет проводиться исследование.

На рис. 2 приведена микрофотография плохо полированной поверхности шлифа с отдельными царапинами, пылью, с размазанной в направлении полировки грязью («хвостом»).

Возможная схема приготовления шлифов приведена в табл.2.

Для приготовления шлифов в лабораториях часто используются шлифовально-полировальные станки "Нерис" типа 3E88I или станки: шлифо-

Рис. 2 Микрофотография плохо полированной поверхности шлифа

до травления, ×100

Таблица 2. Возможная схема приготовления микрошлифа

Операции	Применяемые материалы
Зачистка на абразивном круге Грубая шлифовка - // - Тонкая шлифовка Полировка	Круг абразивный зернистостью 63 Шкурка зернистостью 8 То же, зернистостью 40 Алмазная паста АС 60/40 на сукне или ватмане Суспензия, драп типа велюр

вально-разрезные "Метасекар", для мокрого шлифования- "Метасинекс", для полировки - "Монтазупал 301" и др.